CN103412581A - 基于比例压力模式的恒压供水控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于比例压力模式的恒压供水控制方法，包括如下步骤：（1）根据水厂的实际运营情况确定以下数据，用水高峰时的供水最大流量Lmax以及最大压力Pmax，用水低峰时的最小流量Lmin以及最小压力Pmin；（2）在水厂出口端安装流量传感器，流量传感器实时测量水厂出口端当前流量L；（3）根据公式Pset=(L-Lmin)/(Lmax-Lmin)×(Pmax-Pmin)+Pmin计算当前设定压力值Pset；（4）PLC通过PID控制方式调整变频器频率，进而改变水泵转速，使水厂出口压力稳定到设定压力值Pset。用户端的水龙头压力并未改变其压力曲线基本为一直线，但是由于在用水量减少时，管网压力也变小，因此渗漏却明显减少。降低了供水系统能耗，最大限度地减少水在管网中因跑冒滴漏造成的损失。
Description
技术领域
本发明涉及供水技术领域，具体涉及一种恒压供水控制方法。
背景技术
随着变频器的普及，变频恒压供水已经成为目前供水行业的主流。特别是对于城市供水的自来水公司，采用变频恒压供水更是保证供水稳定性的主要措施。对于城市供水来说，用户的需求量是时刻变化的，变频器必须不断地调整水泵转速（也就是管道水流的流速）来满足用户需求，以达到维持压力的目的。但是由于用户的需求量在一天中变化比较大，在早上七点左右达到用水最高峰，在晚上零点左右达到最低峰。供水公司为了满足全天候的稳定供水，必须将变频器的恒压值设定为用水最高峰时刚好满足所有用户用水的压力值。
管道压力的损失主要有三个因素构成：一、地势落差；二、管阻损耗；三、跑冒滴漏损失。其中，地势落差与供水水厂和用户的海拔落差有关，一旦管网建成，就成为一个定值，不可改变。管阻与管道水流的流速有直接关系。而跑冒滴漏与管网的压力有直接关系。这两个值是可以改变的。因此，为了保证稳定供水，变频恒压供水的设定压力值=地势落差 + 最大管阻损耗 + 最大跑冒滴漏损失。当一天中，过了用水最高峰的时候，用户的需求量减小，管网的流速势必会变小，管阻损耗也会减小，由于此时水厂的供水压力没变，因此用户端的压力也会增大，跑冒滴漏也会增大。因此在用水最低峰时，跑冒滴漏会达到最大值。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种能够自动优化能耗、减少水损失的基于比例压力模式的恒压供水控制方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：包括如下步骤：
（1）根据水厂的实际运营情况确定以下数据，用水高峰时的供水最大流量Lmax以及最大压力Pmax，用水低峰时的最小流量Lmin以及最小压力Pmin；（2）在水厂出口端安装流量传感器，流量传感器实时测量水厂出口端当前流量L；（3）根据公式Pset=(L-Lmin)/( Lmax- Lmin)×( Pmax-Pmin)+ Pmin计算当前设定压力值Pset；（4）PLC通过PID控制方式调整变频器频率，进而改变水泵转速，使水厂出口压力稳定到设定压力值Pset。
为了实现通过反馈进行校正的控制方式，还包括如下步骤：在管网出口安装压力传感器，压力传感器实时测量管网出口水压并反馈至PLC，PLC将测量的压力值与设定压力值Pset进行比较，形成闭环控制。
为了避免控制系统呈现振荡状态，还包括如下步骤：（1）设定一变化周期T；（2）在一个变化周期T内，设定压力值Pset运算改变一次；（3）根据5%×（Lmax-Lmin）计算容差EL的范围；（4）将当前周期中流量传感器测得的管网出口端的流量值减去上一个周期测得的管网出口端的流量值；（5）将计算的差值取绝对值；（6）确定差值的绝对值是否在容差EL的范围内，如果在范围内设定压力Pset不发生改变，如果不在范围内重新根据公式Pset=(L-Lmin)/( Lmax- Lmin)×( Pmax-Pmin)+ Pmin计算当前设定压力值Pset。
为了达到最佳效果，上述变化周期T取值为3-5分钟。
本发明的有益效果是：用户端的水龙头压力并未改变其压力曲线基本为一直线，但是由于在用水量减少时，管网压力也变小，因此渗漏却明显减少。通过自动优化供水压力，从而降低了供水系统能耗，最大限度地减少水在管网中因跑冒滴漏造成的损失。
附图说明
图1为本发明的控制系统原理框图；
图2为本发明根据流量容差调整设定压力的控制方法流程图；
图3为恒压供水模式下水厂24小时供水压力曲线图；
图4为恒压供水模式下用户24小时供水压力曲线图；
图5为本发明比例压力模式下水厂24小时供水压力曲线图；
图6为本发明比例压力模式下用户24小时供水压力曲线图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图6对本发明做进一步说明。
如附图1所示，为了既能满足用户的用水需求，又要将管道的跑冒滴漏降到最低，在此，在变频恒压供水的模式上，引申出了比例压力供水模式。比例压力模式的恒压供水控制方法包括如下步骤：（1）根据水厂的实际运营情况确定以下数据，用水高峰时的供水最大流量Lmax以及最大压力Pmax，用水低峰时的最小流量Lmin以及最小压力Pmin；（2）在水厂出口端安装流量传感器，流量传感器实时测量水厂出口端当前流量L；（3）根据公式Pset=(L-Lmin)/( Lmax- Lmin)×( Pmax-Pmin)+ Pmin计算当前设定压力值Pset；（4）PLC通过PID控制方式调整变频器频率，进而改变水泵转速，使水厂出口压力稳定到设定压力值Pset。
低流量情况下产生的多余的管网压力是增加现有渗漏损失的罪魁祸首，如附图3以及附图4所示，现有的恒压供水模式下，水厂的供水压力基本为一平直的曲线，而用户端的压力随着用水时间上下波动。比例压力功能是消除这种多余压力的一种独特的方法。PLC监控系统的当前流量L，并通过计算设定压力值Pset相应地调整恒压设定点，如附图5所示水厂的供水压力曲线随着用户用水的流量而变化调整。而对用户而言，如附图6所示，用户端的水龙头压力并未改变其压力曲线基本为一直线，但是由于在用水量减少时，管网压力也变小，因此渗漏却明显减少。不仅通过自动优化供水压力降低了能耗，还可最大限度地减少水在管网中因跑冒滴漏造成的损失。通过根据实际流量L而自动调节设定压力值Pset，因此比例压力控制可在控制中补偿过多的系统压力。在高流量情况下，管道系统的压力损失比较高。举例说明：如果管道系统的压力损失是1公斤，那么水厂的供水压力必须设定为6公斤，以便提供5公斤的用户端压力。在低流量情况下，管道系统的压力损失可能只有0.2公斤。如果水厂的供水压力为6公斤，那么用户端的压力就会增至5.8公斤。多余的0.8公斤代表了主管道的多余的能耗压力。为了弥补多余的系统压力，本发明的基于比例压力模式的恒压供水控制方法可以自动将排放压力调节至5.2公斤，这就显著降低了能耗和流失水。
还可以包括如下步骤：在管网出口安装压力传感器，压力传感器实时测量管网出口水压并反馈至PLC，PLC将测量的压力值与设定压力值Pset进行比较，形成闭环控制。通过闭环控制实现当测量的水压与设定压力值Pset的计划值发生偏差时可以通过PLC控制变频器变频调整水泵的转速来纠正水压值，使其精确控制达到设定压力值Pset。
因为流量传感器实时测量管网出口端当前流量L是个变值，所以根据Pset=(L-Lmin)/( Lmax- Lmin)×( Pmax-Pmin)+ Pmin计算当前设定压力值Pset就会不断变化，由于设定压力不断变化，则控制系统的输出供水压力就会跟随变化。因此可能出现管网出口端的水压会从最大值不断减小，一直到最小值，然后再变化到最大值，即其控制系统呈现为振荡状态。因此如附图2所示，还可以包括如下步骤：（1）设定一变化周期T；（2）在一个变化周期T内，设定压力值Pset运算改变一次；（3）根据5%×（Lmax-Lmin）计算容差EL的范围；（4）将当前周期中流量传感器测得的管网出口端的流量值减去上一个周期测得的管网出口端的流量值；（5）将计算的差值取绝对值；（6）确定差值的绝对值是否在容差EL的范围内，如果在范围内设定压力Pset不发生改变，如果不在范围内重新根据公式Pset=(L-Lmin)/( Lmax- Lmin)×( Pmax-Pmin)+ Pmin计算当前设定压力值Pset。通过调整Pset的变化周期T和流量容差EL，可以避免控制系统频繁调整出现的振荡状态，最终使系统运行在稳定状态。经过试验，变化周期T取值时间过短会造成其反复计算调整，增加了能耗，而取值时间过长会造成水压调整不够精确，通过试验得知为变化周期T取3-5分钟最为合理。
Claims (4)
1.一种基于比例压力模式的恒压供水控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
根据水厂的实际运营情况确定以下数据，用水高峰时的供水最大流量Lmax以及最大压力Pmax，用水低峰时的最小流量Lmin以及最小压力Pmin；
在水厂出口端安装流量传感器，流量传感器实时测量水厂出口端当前流量L；
根据公式Pset=(L-Lmin)/( Lmax- Lmin)×( Pmax-Pmin)+ Pmin计算当前设定压力值Pset；
PLC通过PID控制方式控制变频器调整频率，进而改变水泵转速，使水厂出口压力稳定到设定压力值Pset。
2.根据权利要求1所述的基于比例压力模式的恒压供水控制方法，其特征在于：还包括如下步骤：在管网出口安装压力传感器，压力传感器实时测量管网出口水压并反馈至PLC，PLC将测量的压力值与设定压力值Pset进行比较，形成闭环控制。
3.根据权利要求1或2所述的基于比例压力模式的恒压供水控制方法，其特征在于：还包括如下步骤：
设定一变化周期T；
在一个变化周期T内，设定压力值Pset运算改变一次；
根据5%×（Lmax-Lmin）计算容差EL的范围；
将当前周期中流量传感器测得的管网出口端的流量值减去上一个周期测得的管网出口端的流量值；
将计算的差值取绝对值；
确定差值的绝对值是否在容差EL的范围内，如果在范围内设定压力Pset不发生改变，如果不在范围内重新根据公式Pset=(L-Lmin)/( Lmax- Lmin)×( Pmax-Pmin)+ Pmin计算当前设定压力值Pset。
4.根据权利要求1或2所述的基于比例压力模式的恒压供水控制方法，其特征在于：所述变化周期T取值为3-5分钟。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110259660A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-20 | 江苏师范大学 | 一种基于plc的专家规则pid恒压供水系统及方法 |
| CN110629834A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-12-31 | 浙江天赐新能源科技有限公司 | 光电恒压供水控制系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100859575B1 (ko) * | 2007-09-21 | 2008-09-23 | (주)건흥부스타시스템 | 부스터 펌프 제어 장치 |
| CN101634304A (zh) * | 2008-07-25 | 2010-01-27 | 台达电子工业股份有限公司 | 恒压流体控制方法 |
| CN201502074U (zh) * | 2009-09-03 | 2010-06-09 | 格兰富水泵(苏州)有限公司 | 数字化管网叠压供水设备 |
| CN201605626U (zh) * | 2009-10-29 | 2010-10-13 | 李运 | 恒压变频供水设备 |
| US7854597B2 (en) * | 2004-08-26 | 2010-12-21 | Pentair Water Pool And Spa, Inc. | Pumping system with two way communication |
| CN102929305A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-02-13 | 北京金自能源科技发展有限公司 | 基于变频调速技术的Bang-Bang+PID恒压供水闭环控制方法 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7854597B2 (en) * | 2004-08-26 | 2010-12-21 | Pentair Water Pool And Spa, Inc. | Pumping system with two way communication |
| KR100859575B1 (ko) * | 2007-09-21 | 2008-09-23 | (주)건흥부스타시스템 | 부스터 펌프 제어 장치 |
| CN101634304A (zh) * | 2008-07-25 | 2010-01-27 | 台达电子工业股份有限公司 | 恒压流体控制方法 |
| CN201502074U (zh) * | 2009-09-03 | 2010-06-09 | 格兰富水泵(苏州)有限公司 | 数字化管网叠压供水设备 |
| CN201605626U (zh) * | 2009-10-29 | 2010-10-13 | 李运 | 恒压变频供水设备 |
| CN102929305A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-02-13 | 北京金自能源科技发展有限公司 | 基于变频调速技术的Bang-Bang+PID恒压供水闭环控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王志伟: "水厂恒压供水控制系统的应用", 《国内外机电一体化技术》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110259660A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-20 | 江苏师范大学 | 一种基于plc的专家规则pid恒压供水系统及方法 |
| CN110629834A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-12-31 | 浙江天赐新能源科技有限公司 | 光电恒压供水控制系统 |
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